ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стендовые исследования процесса образования серного ангидрида из "Коррозия газового тракта котельных установок " Следует отметить, что в лабораторных условиях трудно сохранить близкими по своему значению к промышленным устаиов кам такие параметры, как отношение площади сечения к объему, время пребывания газов в камере сгорания, скорость охлаждения топочных газов, температуру ограждающей поверхности топки и др. [c.69] Наиболее характерными примерами изложенному выше являются ставшие классическими исследования Грим-лея, Флетчера и Баррета. Первые проводили свои исследования на неохлаждаемой камере сгорания с огнеупорной футеровкой. Баррет использовал камеру сгорания с охлаждаемыми стенками. В этих установках были режимы, отличные от режимов образования серного ангидрида в топке котла. В обоих случаях абсолютная погрешность результатов исследований во многом определялась поверхностью, ограждающей камеру сгорания и температурой. [c.69] Цыганков на стендовой установке получил зависимость образования серного ангидрида от концентрации ЗОг, избытка воздуха и температуры. [c.70] Камера сгорания экспериментальной установки термостатяровалась с помощью органического теплоносителя. Температура стенки поддерживалась на уровне 200—230 °С, что исключало каталитическое окисление ЗОг до ЗОз и конденсацию серной кислоты. Топливом являлся природный газ низкого давления. Вместе с природным газом в смеситель горелки из баллона подавался газообразный ЗОг. Темлературный уровень в зоне факела устанавливался с помощью экранирования асбестовым картоном стенок камеры сгорания [89]. [c.70] Из сопоставления полученных зависимостей образования серного ангидрида от содержания в топливе серы следуют два основных вывода. Во-первых, получена хорошая сходимость результатов при сжигании топлив с добавкой серы в виде сероуглерода, сероводорода и двуокиси серы. Это может быть следствием наличия предшествующего процесса окисления серы до сернистого ангидрида. Во-вторых, при различных температурах стенки лабораторных топок зависимости образования серного ангидрида подчиняются одной И той же закономерности. Это свидетельствует о преимущественном гомогенном окислении серы топлива до серного ангидрида. [c.71] По термодинамическим условиям при отсутствии кислорода в продуктах сгорания сернистого топлива (0г = 0) содержание серного ангидрида в факеле мало и составляет 10 % и 2-10 % соответственно при сжигании АШ и мазута. Окисление сернистого ангидрида в этих режимах происходит в результате диссоциации кислородсодержащих соединений. Естественно, что такие процессы могут происходить только в факеле при гомогенном образовании серного ангидрида. [c.72] Представленные результаты позволяют сделать предположение, что -предельно малые избытки воздуха не обеспечивают снижение концентрации ЗОз до приемлемых по условиям коррозии значений. При а=11,02 содержание ЗОз со1ставляет 0,002%, ири котором имеет место интенсивная коррозия. Для высокосернистого мазута (Зр=2,5%) при отмеченном избытке воздуха с учетом зависимости 30з= =/ ЗР) следует ожидать концентрации серного ангидрида менее 0,001%. Учитывая, что формирование ЗОз происходит не только за счет гомогенного 01кисления ЗОг в топке, но и каталитически на высокотемпературных поверхностях нагрева в пароперегревателе, можно заключить, что подавление коррозионной агрессивности только за счет малых избытков воздуха вряд ли приведет к устранению сернокислотной коррозии. Из представленной на рис. 2.13 зависимости следует, что снижение избытка воздуха до 110% или 5% оказывает незначительное влияние на образование ЗОз, тогда как уменьшение избытка воздуха до о—2% резко уменьшает количество образующегося серного ангидрида. [c.72] Цыганков получил зависимость концентрации серного ангидрида от содержания избыточного кислорода при постоянном значении температуры факела. Эти зависимости показаны на рис. 2. 15. Образование серного ангидрида по этим результатам исследования линейно возрастает вместе с концентрацией свободного кислорода. [c.72] Практический интерес представляет зависимость образования серного ангидрида от температуры факела. На рис. 2.16 показана зависимость, полученная Гримлеем и Флетчером при постоянном содержании К02=112% и переменной температуре подогрева воздуха. Увеличение температуры газов на 200 °С (от 1550 до 11750 °С) сопровождалось ростом концентрации ЗОз в 5 раз. [c.73] Дальнейшее повышение температуры в зоне горения не приводило к существенному изменению концентрации ЗОз. Образование се рного ангидрида в факеле определяется совокупностью кинетических и термодинамических условий. Вероятно, при определенных температурах (в опытах Л. Гримлея и Флетчера при ор 11750°С) наряду с процессами окисления серы топлива имеют место и процессы диссоциации. В первую очередь этому процессу подвержены высшие окислы и, в частности, ЗОз. [c.73] Если вопрос отсутствия термодинамического равнойе-сия в зоне горения является несомненным, то вопрос о степени отклонения от равновесия в факеле является пока открытым. Одна из главных причин этого отклонения — нарушение максвелл-больцмановского распределения вследствие большой скорости химических превращений в факеле (малое время реакции по аравнению со временем тепловой релаксации). [c.74] Каталитическое окисление ЗОг ДО ЗОз изучено многими исследо1вателями. Известны различные металлы, их сплавы, окислы, некоторые соли, способные ускорять реакцию окисления сернистого ангидрида (рис. 2.17). Наиболее сильными катализаторами являются платина в смеси с силикагелем, ванадиевая контактная масса и окислы железа РегОз [1]. [c.74] Каждый катализатор црожвляет заметную активность лишь в определенном интервале температур. Применительно к УгОб максимальная конверсия ЗОа в ЗОз имеет место при 550 °С и достигает 85% В случае окислов железа она достигает 50% и соответствует 680 °С. [c.74] Для всех составов степень конверсии имеет максимум, приближающийся к равновесной концентрации. [c.74] Помимо того, что в небольших пределах носитель способен менять активность катализатора, проявляя усиливающий эффект, устойчивость адсорбционных катализаторов по отношению к температурпому воздействию и к отравлению, как правило, повышается по сравнению с чистым катализирующим соединением. Носитель препятствует спеканию, повышая дрок и температурный интервал действия катализатора. [c.75] Для большинства катализаторов предварительное их прогревание, начиная с некоторой характерной для каждого катализатора температуры, приводит к понижению, а при дальнейшем повышении температуры прогрева к полной потере активности. Происходит спекание катализатора. Так, предварительная термическая обработка смеси калия с ванадием при температуре 1090°С в течение 18 ч приводила [127] к полной потере ее каталитических свойств (рис. 2.19). Следовательно, тепловые условия, в которых находится катализатор, являются фактором, определяющим его каталитические свойства. [c.76] Вернуться к основной статье